Музей ведет свою историю от Музея древностей. В 1865 году было положено начало богатым коллекциям церковного декоративно-прикладного искусства, известным во всем мире. Инициатором создания был Николай Богословский при личной поддержке императора Александра II. Первая экспозиция, доступная посетителям, открылась в 1867 году. К концу века в фондах музея числилось 2 517 музейных предметов, а в 1893 году состоялось открытие нового здания у Златоустовской башни Кремля.
Формирование Государственного музейного фонда, изъятие церковных ценностей и археологические раскопки значительно приумножили собрание музея. В фондах числилось свыше 140 000 предметов. Во время оккупации в пожарах и от расхищения в 1941–1944 годах погибли бесценные произведения искусства, книги и документы. Но несмотря на это, сегодняшнее собрание музея приближается к 1 млн единиц.
С 1976 года Новгородский музей стал объединенным и включает в себя филиалы в городах Новгородской области.